一种光促脱卤复合药剂／光联用去除水中卤代有机物的方法技术

一种光促脱卤复合药剂／光联用去除水中卤代有机物的方法，它涉及一种去除水中卤代有机物的方法。它解决了现有采用气提法、活性炭吸附法、电化学去除法、高级氧化法、过渡金属催化还原法、真空紫外或反应性渗透墙技术去除水中卤代有机物存在的各种弊端。方法：向含卤代有机物的水中投加光促脱卤复合药剂并搅拌，然后光辐照。本发明专利技术不需要多级去除、不需要昂贵的氧化剂和催化剂、不产生二次污染、不需要昂贵的真空紫外光源和高能辐射源、可利用普通廉价的紫外波普光源，甚至拓展到可见光，提高光能量的利用效率、可快速的去除卤代有机物，可方便的设计反应器，满足各种不同水体的需要，管理方便，能够保障水质安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除水中卤代有机物的方法。
技术介绍
卤代有机物是指有机物中结构中与C相连的1个或者多个H被卤素取代的有机 物，包括氟代、氯代、溴代和碘代有机物等。常见的卣代有机物有三氟乙酸、全氟辛基磺 酸、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、氯乙醇、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯 乙酸、氯苯、多溴联苯、多溴联苯醚、氯霉素、双氯酚酸、氯贝酸、氯酚、对氯苯甲酸、对氯硝基 苯、溴代甲烷、溴代乙烷、溴醇、三溴乙酸、一氯二溴乙酸、溴苯、溴酚、多溴联苯、多溴联苯 醚、碘烷、碘醇、碘海醇等。 卤代有机物一般被认为是对生物体有毒性和对自然生态有巨大危害的污染物，其 中有一部分卤代有机物被确认为致畸、致癌、致突变的三致物质，有一部分为内分泌干扰物 (EDCs)和环境持久性有机物(P0Ps)。 世界上绝大部分河流和湖水受到了卤代有机物的不同程度的污染；各大洋中也不 同程度的检测到卤代有机物的存在，特别是近海地区，部分海水污染严重；中国、美国、加拿 大、日本及很多欧洲国家的部分地下水也受到了卤代有机物的污染。由于地下水环境条件 比较特殊，卤代有机物进入地下水体便很难去除。地下水中典型的污染物如三氯乙烯、四 氯乙烯、六氯苯、多氯联苯、卤乙酸等。据国内外广泛的环境调查显示，在自然界中的野生动 物体内不同程度的检测到了卤代有机物的积累也残留，如六氯苯；由于大部分卤代有机物 有一定的挥发性，人类也暴露在卤代有机物的环境中，如饮用水、食品、空气等。在个别地 区，人体内也检测到了相应的有机物，如氯苯。因此非常有必要对卤代有机物进行去除。而常规的处理工艺对卤代有机物的去除效果不尽如人意。经过各国科学家多年的努力，逐渐开发出了很多中取出卤代有机物的方法，如气提法、活性炭吸附法、电化学去除法、高级氧化法、过渡金属催化还原法、真空紫外及高能辐射发和反应性渗透墙技术等。虽然各种方法对卣代有机物都能进行一定程度的去除，但是各种方法都有一定的弊端，有些方法成本过高而无法大规模应用。 气提法，是利用水蒸气通过水层时水溶液蒸汽压超过外压时的沸腾作用和液体不断向气泡内蒸发扩散的作用使水中挥发性溶解物质不断的从水中分离出来的水处理过程， 是一种物理的扩散过程。其缺点是只能去除一些易挥发的有机物，而对溶解性的卤代有机物如三氯乙酸则没有去除效果；其次，该方法对于高浓度的卤代有机物去除效率比较低，为 了达到很好的去除率，需要多级气体处理，成本高；此外，该方法产生的二次污染气体还需 要进一步处理。 活性炭吸附法，是利用活性炭分布的孔道和巨大的比表面积来吸附污染物，它可 以很好的去除水中绝大部分的疏水性有机物，如氯苯等，但是对于水中的亲水性有机物人 卤乙酸、卤代醇等基本没有去除；其次对于水中的高浓度的有机物去除效果不佳；跟气提3法类似，活性炭吸附法也产生二次污染，需要对活性炭进行进一步处理；活性炭需要定期再 生更换，价格昂贵；水质水利条件对其吸附效果影响比较大，抗冲击负荷能力不佳，运营成 本较高。 电化学去除法，是利用电极极化产生活性自由基，直接或者间接的氧化/还原水 中的污染物的方法。目前该方法主要在实验室中取得一定的效果，但是该方法最大的障碍 是目前还没有一种能在阴极和阳极都能稳定存在的电极材料，而且该种材料需要有很好的 抗污染性能。贵金属电极，如钼金材料，目前用的比较多，但是这些贵金属材料能够催化电 解水，因此浪费很大一部分电能，此外也很容易被一些化学物质或者中间产物污染，而影响 到降解效率。表面镀硼的钻石目前被用来做电极，而且在实验室里也取得了一定的效果，但 是这种材料对钻石表面的作用官能团要求较高，而且价格昂贵。大规模实际应用没有实际 使用参数，缺少稳定性方面的相关信息。 高级氧化法，是利用一些氧化性很强的物质如臭氧、双氧水等，产生强氧化性的羟 基自由基H0'，去氧化污染物。该方法对一些常规的易氧化物质如苯酚、硝基苯等去除效 果很好，甚至可以达到矿化。但是，有机物经卤素取代之后，由于卤素的吸电子诱导效应，分 子结构中电子云密度降低，因此，更难被HO 进攻，反应速率降低。有些卤代有机物如三 溴乙酸、三氯乙酸，与H0 的二级反应速率常数< 106M—、—、因此，很难用高级氧化的方式将 它们完全去除。虽然催化剂的引入可以加速反应，但是效率还是不高，况且加入催化剂增加 成本，对水质也会造成一定的影响。近来，超声技术研究的比较多，由于超声的空化作用和 加速传质的效果，超声与高级氧化联合使用用来去除污染物效果比单独的高级氧化效率要 高，也有用超声与高级氧化联用去除全氟羧酸和全氟辛基磺酸的，但是效率还是比较低，而 且比较耗能，增加了使用成本。 过渡金属催化还原法，是指利用过渡金属(如Pd等)特殊的催化性能催化H2取 代卤代有机物上的卤素，如氯，进而达到还原脱卤的目的。该方法在实验室中可以被研究 用来脱除三氯乙烯、四氯乙烯等的氯，并且当体系中有足量的过渡金属催化剂时，去除效果 可以达到较好的水平。但是，该方法目前还只是在实验室中取得了一定的效果，还没有投 入使用，实际的操作情况和运行成本还有待进一步的考察；但从实验室的运行情况看，该方 法中过渡金属催化剂容易受到生物体的污染，需要经常的再生反洗；此外，体系中的含硫化 合物，如硫酸盐等，会在该还原体系及微生物的作用下产生硫化物，该硫化物会使催化剂中 毒，进而降低其催化活性，因此催化剂需要经常的用次氯酸盐溶液再生，以保持相应的催化 活性，因此操作比较麻烦，稳定性差。 真空紫外法，是利用高能量的短波长的紫外线激发水分子，产生多种自由基，包括 H0*、eaq—、H'等，氧化/还原污染物。真空紫外法如果用无极紫外灯产生172nm等短波长紫 外线，灯的成本会很高；而低压汞灯产生短波长紫外线的部分很少，一般<6%，因此比较 耗能；此外，短波长紫外线在水中的穿透能力很弱，一般< lcm，因此大大降低了使用效率， 限制了其广泛使用；若加入催化剂，则催化剂的催化能力、回收和再生等都是一系列必须要 解决的问题。高能辐射与真空紫外法原理接近，但是成本都比较高，它需要辐射源，价格昂 贵；而且辐射安全性限制了它在饮用水中的使用；用它来去除污水已有应用，但是成本过 高，管理不方便。 反应性渗透墙技术，是利用可渗透性墙将通过的污染水体进行除污的技术，是一种原地处理技术，主要用于地下水的修复。该方法目前被用于地下水的修复，如该技术利用 零价铁去除地下水中的卤代有机物。该方法可以有效的去除氯乙烯等有机物，但是只在浅 层含水层中有效果，因此限制了它的使用。 因此，非常有必要研发一种可以有效、经济、方便和可以广谱性地去除水中卤代有 机物的水处理技术，这种技术不仅可以用在家庭饮用水中，也可以用在城市给水厂和污水 处理厂中，还可以用在大环境的地表江河水、湖水和地下水的修复，甚至可以用在海水处理 和修复中。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决采用气提法、活性炭吸附法、电化学去除法、高级氧化法、过渡金属催化还原法、真空紫外或反应性渗透墙技术去除水中卤代有机物存在的各种弊端，而提供的。 光促脱卤复合药剂/光联用去除水中卤代有机物的方法按以下方式进行向含卤代有机物的水中投加光促脱卤复合药剂并搅拌，然后光辐照，即完成去除水中卤代有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光促脱卤复合药剂／光联用去除水中卤代有机物的方法，其特征在于光促脱卤复合药剂／光联用去除水中卤代有机物的方法按以下方式进行：向含卤代有机物的水中投加光促脱卤复合药剂并搅拌，然后光辐照，即完成去除水中卤代有机物；其中光促脱卤复合药剂由亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、碘化钾、碘化钠、碘化镁、碘化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧二硫酸钾、过氧二硫酸钠、焦硫酸钠、焦硫酸钾、过一硫酸钾、过一硫酸钠、过一硫酸铵、二氧化硫、硫化氢、次氯酸钠、高锰酸钾、高锰酸钠、高铁酸钾、高铁酸钠、锰酸钾、锰酸钠、二氧化锰、氯化锰、硫酸锰、硝酸锰、亚硝酸锰、氯酸锰、叠氮化钠、叠氮化钾、叠氮化铵、高氯酸锰、氯化钠、氯化钾、双氧水、甲酸、甲酸钠、甲酸钾、乙酸、乙酸钠、乙酸钾、草酸、草酸钠、草酸钾、草酸铁钾、草酸铁钠、草酸铁、草酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁、亚硝酸铁、硝酸亚铁、亚硝酸亚铁、氯化亚铁、氯化铁、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸钾、磷酸钾钠、磷酸、焦磷酸、焦磷酸钾、焦磷酸钠、零价铁、零价锰、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫化钠、硫化钾、硫化铵、硫氢化钠、硫氢化钾、硫氢化铵、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醛、乙醛、丙醛、丙酮、丁醛、丁酮、联氨、Ｎ，Ｎ－二乙基羟胺、碳酰肼、胺基乙醇胺、异抗坏血酸、氮四取代苯二胺、盐酸羟胺、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、腐殖质中的一种或几种复合而成；光促脱卤复合药剂的投加量是按着光促脱卤复合药剂与水中卤代有机物的摩尔当量比０．５～１０∶１投加。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，李旭春，刘桂芳，关英红，陈丽玮，方晶云，张静，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]